Migration des insectes

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Des monarques migrant par milliers vers le site d'Angangueo dans le nord du Michoacán au Mexique.
Chevaux tirant une diligence sur une route traversant des champs de mil dans la vallée de l'Ingul (Ukraine), effrayés par le passage d'un nuage de sauterelles (comparable de loin à la « fumée d'un grand feu », selon le texte) ; illustration de la revue Die Gartenlaube (en 1859)
Nuage de criquets migrateurs au-dessus d'une zone de jonc maritime Juncus maritimus (Imililik, Sahara occidental, en avril 1944)
Nuage de criquet migrateur (Schistocerca gregaria) dans le sud-ouest duMaroc, en novembre 2004 (photo : Magnus Ullman)
Oiseaux attrapant en vol des criquet migrateurs (locustes), en Inde. Gravure de 1891 (Illustrated London News and The Graphic), extrait de "The Locust Plague in Northern India", dans "The Graphic", 1891 ; Les criquets sont "une « plaie »" là où ils sont déprédateurs, mais aussi une ressource alimentaire pour d'autres espèces et parfois pour l'Homme.

Des milliards d'insectes migrent chaque année, sur de courtes distances pour certains et à échelles intercontinentales pour d'autres, comparables à celles des migrations d'oiseaux. Ces migrations sont obligatoires, facultatives, partielles ou différentielles[1]. Elles peuvent être de type "aller-retour", "en boucle", échelonnées, dans un corridor très précis ou "nomadiques" ou encore "verticales" (vers les cols ou les sommets, du sol vers les arbres... )[1]. Dans le temps, elles sont saisonnières ou régulièrement espacés dans le temps, ou irruptives et liées au contexte. Elles peuvent être diadromiques ou non[1].

Elles comptent pour l'écologie du paysage, l'agriculture et l'économie mondiale car les insectes fournissent des services écosystémiques majeurs (pollinisateurs, auxiliaires de l'agriculture, nécrophages, décomposeurs...).
Ces migrations ont parfois des coûts économiques et sanitaires importants (quand elles véhiculent des pathogènes, ou qu'il s'agit de ravageurs des cultures ou des arbres). Elles sont donc aussi un enjeu de santé publique, d'autant que si beaucoup d'insectes ont régressé ou disparu, certains sont de plus en plus résistants aux insecticides classiques et peuvent véhiculer des microbes ou des parasites, eux-mêmes éventuellement devenus antibiorésistants (ou susceptible de le devenir).

Histoire scientifique[modifier | modifier le code]

On connait depuis l'Antiquité la migration du criquet pèlerin. Celle de certains papillons, dont le Monarque aux États-Unis est étudiée depuis longtemps, mais l'étude des migrations d'insectes permise par les radioémetteurs (radiotracking) et de nouveaux modes de marquage et de suivi est récente.

Au XIXe siècle, Jean Henri Fabre, dans ses souvenirs entomologiques (1re série, XIV les émigrants) évoque la possible migration des insectes pour expliquer ses observations lors de l'ascension du Ventoux, en août. Il pense que le rassemblement d'ammophiles hérissées (Ammophila hirsuta) qu'il a observé est peut être lié à une migration. De même, un rassemblement de coccinelles à sept points sur un mur de la chapelle du sommet du mont Ventoux en Octobre et un autre en Juin sur le plateau de Saint-Amans (734 m) l'entraînent dans l'hypothèse d'une migration des insectes, comparable à celle des oiseaux.

Interactions humaines[modifier | modifier le code]

Des modifications des migrations (naturelles ou non) d'insectes peuvent être dues aux activités humaines, à la fragmentation des habitats et aux modifications climatiques liées à l'Effet de serre mais de manière, générale, comme chez les autres espèces, la migration pourrait être une adaptation individuelle et collective d'une espèce à des ressources qui fluctuent spatiotemporellement, soit de manière saisonnière doit de manière moins prévisible[1].

Enjeux[modifier | modifier le code]

Des entomologistes ont montré que la plupart des « insectes d'importance économique » sont migrateurs et en déduisent que leurs migrations gagneraient donc à être mieux connues, ce qui impliquent qu'elles soient selon Hugh Dingle considérée holistiquement, comme un syndrome à la fois physiologiques, comportemental et écologique[2],[3],[4].

Caractéristiques des migrations d'insectes[modifier | modifier le code]

Certaines caractéristiques[5] semblent communes à la plupart des grandes migrations d'insectes :

  • migration se fait souvent en groupe ;
  • elle est déclenchée par des phénomènes d'horloge biologique impliquant souvent des stimuli tels que photopériode et température ;
  • la physiologie des individus change en vue de la migration : la fonction locomotrice est dopée et des fonctions végétatives comme l'alimentation et la reproduction sont pour partie ou totalement inhibées[2]. Les paramètres physiologiques et écologiques de la migration dépendent aussi de facteurs environnementaux et de paramètres phénotypiquement modifiables pour s'adapter aux conditions en vigueur[2] ;
  • les migrants accumulent des réserves d'énergie avant le départ.
  • dans le cycle de vie de l'insecte la migration intervient généralement avant la reproduction (lien ovogenèse-vol)[2] ;
  • les individus migrants ont une valeur élevée en termes de reproduction et de survie de l'espèce ; leurs capacités de colonisation, sont peu ou prou maximales ; Les migrants ont un fort potentiel d'accroissement futur de la population[2].
  • les migrants occupent souvent des habitats temporaires[2].

Similitudes avec d'autres migrations animales : Dans une certaine mesure, et pour certains groupes taxonomiques, des comparaisons avec les oiseaux migrateurs[2] ou poissons migrateurs semblent pertinentes. Les comportements sociaux des insectes semblent fondés sur des bases simples, mais prennent des aspects globaux parfois complexes.
Dans tous les cas, les budgets énergétiques, en nutriments et les mécanismes d'orientation intéressent les écologues.

Flux de biomasse et de nutriments[modifier | modifier le code]

Les migrations constituent sur le long terme d'importants flux de biomasse (« bioflows »), qui ont sur les écosystèmes des impacts directs (flux et afflux de prédateurs, de proies et de concurrents) et indirects (flux de nutriments, d'énergie inter-écosystèmes[6] et transfrontières, parfois transcontinentaux ; flux de parasites et de microbes, éventuellement pathogènes)[7],[8].

Ces flux sont aussi des flux de transferts horizontaux et verticaux de nutriments, parfois sur de grandes distances d’un écosystèmes terrestres ou aquatique à un autre, notamment dans le cas d’insectes déprédateurs (sauterelles africaines). Des estimations quantitatives des flux d'azote et de phosphore associés ont été faites pour quelque écosystèmes, suggérant des transferts importants de nutriments (dépassant l'apport annuel actuel des dépôts atmosphériques (naturels et anthropiques), notamment pour le phosphore). Ces transferts et leur importance ont probablement beaucoup diminué depuis l'ère pré-industrielle, surtout pour l'azote, d'une part parce que dans la plupart des zones agricoles la biomasse en insecte s'est effondrée, et d'autre part car la part de influence anthropique est maintenant prédominante (anthropocène) pour cet élément[9].

Les migrations du plancton aquatique ou « aérien » (petits insectes volants) ont longtemps été difficiles à étudier.
Une étude (2016) a utilisé des radars verticaux spécialement conçus pour quantifier le flux à long terme d'insectes volants entre 150 m et 1 200 m d'altitude dans l'atmosphère du sud du Royaume-Uni. Elle a montré que 3,5 trillions d'insectes correspondant à environ 3 200 tonnes de biomasse (équivalent en poids à 6400 vaches de 500 kg, mais sachant que les insectes à poids égal ont une teneur en eau bien moindre et une teneur en protéine et phosphore bien plus importante). Ces insectes migrent au-dessus du sud de l'Angleterre chaque année, parcourant jusqu'à plusieurs centaines de kilomètres par jour. Les modèles météorologiques et quelques évaluations in situ laissent penser que des variations saisonnières[7] importantes de transferts de biomasse Nord-Sud existent selon les années, bien que flux semblent en moyenne décennale réguliers. Chaque invertébré volant ou emporté dans l'air est une petite réserve d'azote, de phosphore, de carbone et d'oligoéléments (éventuellement contaminée par divers polluants et quelques pathogènes). Selon les auteurs ces flux ont des implications qui ne doivent pas être sous-estimées pour les services écosystémiques, les processus écopaysagers ainsi que pour la biogéochimie (et donc le climat)[8]. On ignore quel serait ce flux en l'absence des effets des polluants dispersés par l'Homme dans l'air et le reste de l'environnement et comment ils sont ou seront affectés par le dérèglement climatique. Les milliers de migrations de masse désormais ainsi documentées ont mis en évidence des flux organisés vers le nord au printemps et vers le sud à l'automne, suggérant que l'instinct des insectes leur permet de savoir quand, à quelle altitude et dans quelle direction migrer, en bénéficiant d'ascendances et de vents favorables[7].


Les transferts de nutriments liés aux migrations en masse d'insectes ont sans doute beaucoup diminué en raison de l’effondrement de nombreuses populations d’insectes, mais selon Landry & Parott (2016)[10] ils sont encore comparables à ceux effectués par d'autres animaux (déjà étudiés et été considérés comme importants pour les processus écosystémiques et en particulier pour la productivité de certains écosystèmes). Certaines migrations d'insectes concernent cependant d'autres échelles horizontales et verticales. Leurs dimensions « source-puits » et leurs conséquences écologiques sont importantes mais encre mal cernées, ce pourquoi certains spécialiste de ces questions plaident pour attention plus soutenue au « transfert latéral à long terme des nutriments par des insectes » [10].

Ces processus de transfert, selon le lieu, peut modifier les gradients spatiaux de distribution des nutriments (en exportant ou en important des nutriments) d'une manière très différente ce ce qu'on observe localement pour les flux nutritifs, ce qui peut conduire à des modèles spatio-temporaux et boucles de rétroactions complexes.

Aspects génétiques[modifier | modifier le code]

Des corrélations génétiques[11] semblent exister entre les migrations et certains paramètres du cycle de vie de l'insecte, mais la part génotypique et acquise des stratégies de migration ou de colonisation, par rapport aux facteurs liés au contexte (température, hygrométrie, ou disponibilité en nourriture) sont encore mal compris chez de nombreuses espèces[2].
Par exemple, chez les punaises Oncopeltus fasciatus ou chez la Petite punaise de l'asclépiade (Lygaeus kalmii) , les facteurs président à la durée du vol migratoire sont encore mal compris ; leurs vols sont génétiquement programmés, mais diffèrent beaucoup selon le contexte.

Les longues migrations impliquent souvent le mélange de millions d'individus et le mélange de sous-populations au sein d'une métapopulation. Les impacts génotypiques, génétiques et plus précisément en termes de génétique des populations, zoogéographie n'ont pas encore été très étudiés (hormis chez le monarque[12] ou le criquet), bien que pouvant éclairer ou vérifier certains aspects de la théorie évolutionniste[2] et de la sélection naturelle.

Un exemple ; les libellules[modifier | modifier le code]

Couple d'Anax junius

On a longtemps pressenti qu'au moins certaines espèces de libellules étaient migratrices, mais sans savoir sur quelles distances ni quels itinéraires. Les universités de Princeton et de Rutgers ont récemment montré[13] que des libellules migrent un peu comme les oiseaux, en pouvant parcourir plus de 100 km/par semaine par beau temps sans vent. On ignore encore leurs itinéraires, mais en suivant (en voiture ou avion) durant 6 à 9 jours 14 libellules de l'espèce Anax junius (Anax de juin) capturées dans le New Jersey, et équipées d'émetteurs-radio miniaturisés, on a montré qu'elles migraient un peu à la manière des oiseaux (vers le sud des États-Unis en automne), certaines faisant le voyage du Nord-Est du pays jusqu'en Floride à une vitesse moyenne de 12 km par jour (jusqu'à 100 milles/jour, en étant alourdies par les émetteurs). Elles ont des lieux de repos, et comme les oiseaux, elles volent quelle que soit la direction du vent, en compensant peu leur dérive (dans ce cas, mais on a observé des papillons ou des libellules tropicales effectuer un trajet rectiligne au-dessus de la mer ou d'un lac[14], de jour, mais se posent quand la vitesse du vent dépasse 25 km/h ou par temps pluvieux. Ce serait la température qui les pousse ; elles semblent ne décoller qu’après deux nuits froides se succédant.

Les libellules étant apparues il y a au moins 285 millions d'années (presque de 140 millions d’années avant les oiseaux) peut-être ont-elles été pionnières en matière de migration aérienne.


Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Brower AVZ, Boyce TM. 1991. Mitochondrial DNA variation in monarch butterflies. Evolution 45: 1281–1286.
  • (en) Cooter RJ. 1983. Studies on the flight of black-flies (Diptera: Simuliidae). II. IFlight performance of three cytospecies in the complex of Simulium damnosum TheobaldI. Bulletin of Entomological Research 73: 275–288 Denno RF, Roderick GK, Olmstead KL, Dobel HG. 1991. IDensity related migration in planthoppers (Homoptera: Delphacidae): The role of habitat persistenceI. American Naturalist 138: 1513–1541.
  • (en) Deveson ED,Drake VA,Hunter DM,Walker PW,Wang HK. 2005. IEvidence from traditional and new technologies for northward migrations of Australian plague locust (Chortoicetes terminifera) (Walker) (Orthoptera: Acrididae) to western QueenslandI. Austral Ecology 30: 928–943.
  • (en) Drake VA, Gatehouse AG, Farrow RA. 1995. Insect migration: A holistic conceptual model. Pages 427–457 in Drake VA, Gatehouse AG, eds. Insect Migration:Tracking Resources through Space and Time.Cambridge (United Kingdom): Cambridge University Press.
  • Han E-N, Gatehouse AG. 1993. Flight capacity: Genetic determination and physiological constraints in a migratory moth Mythimna separata. Physiological Entomology 18: 183–188.
  • Hardie I,Powell G. 2002.Video analysis of aphid flight behaviour.Computers and Electronics in Agriculture 35: 229–242.
  • Solbreck C. 1978.Migration, diapause, and direct development as alternative life histories in a seed bug, Neacoryphus bicrucis. Pages 195–217 in Dingle H, ed. Evolution of Insect Migration and Diapause. New York: Springer.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d Hugh Dingle et V. Alistair Drake, What Is Migration ? ; février2007 ; Vol.57 N°2 BioScience p 113 à 112 (www.biosciencemag.org)
  2. a, b, c, d, e, f, g, h et i Hugh Dingle, Migration Strategies of Insects ; Science 24 March 1972: Vol. 175 no. 4028 p. 1327-1335 DOI:10.1126/science.175.4028.1327, On line : doi:10.1641/B570206 (Résumé, en anglais)
  3. Hugh Dingle (2001), The evolution of migratory syndromes in insects. Pages 159–181 in Woiwood LP, Reynolds DR, Thomas CD, eds. Insect Movement: Mechanisms and Consequences.Wallingford (United Kingdom): CABI
  4. Hugh Dingle (2006), Animal migration: Is there a common migratory syndrome ? Journal of Ornithology 147: 212–220.
  5. hugh Dingle (1981). Ecological aspects of insect migration. Pages 196–208 in Aidley DJ, ed. Animal Migration. Cambridge (United Kingdom): Cambridge University Press
  6. Martin-Creuzburg, D., Kowarik, C., & Straile, D. (2017). Cross-ecosystem fluxes: Export of polyunsaturated fatty acids from aquatic to terrestrial ecosystems via emerging insects. Science of The Total Environment, 577, 174-182 (résumé).
  7. a, b et c Elizabeth Pennisi (2016) Like birds, insects may travel in sync with the seasons ; Science 23 décembre 2016: Vol. 354, Issue 6319, p. 1515 DOI: 10.1126/science.354.6319.1515
  8. a et b Gao Hu & al. (2016) Mass seasonal bioflows of high-flying insect migrants ; Science 23 décembre 2016:Vol. 354, Issue 6319, p. 1584-1587 DOI: 10.1126/science.aah4379 (résumé)
  9. Galloway, J. N., et al. (2004) Nitrogen cycles: past, present, and future. Biogeochemistry 70:153–226.
  10. a et b Landry Jean-Sébastien & Parrott Lael (2016) Could the lateral transfer of nutrients by outbreaking insects lead to consequential landscape-scale effects?, publié 25 mars 2016 ; Volume 7, Issue 3 ; Mars 2016 ; e01265 DOI: 10.1002/ecs2.1265
  11. Roff DA, Fairbairn DJ. 2007. The evolution and genetics of migration in insects. BioScience 57: 155–164.
  12. Shephard JM,Hughes JM,Zalucki MP. 2002. Genetic differentiation between Australian and North American populations of the monarch butterfly Danaus plexippus (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae): An exploration using allozyme electrophoresis. Biological Journal of the Linnean Society 75: 437–452.
  13. Résumé de l'étude sur la migration des libellules, équipe pilotée par Martin Wikelski (Princeton University) et David Moskowitz (Rutgers University)
  14. Srygley R.B (2003), Wind drift compensation in migrating dragonflies Pantala (Odonata: Libellulidae). J. Insect Behav. 16, 217–232. (doi:10.1023/A:1023915802067)